Ecossistemas Terrestres: Conceitos e Biomas

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Aula 5: Ecossistemas terrestres
Apresentação
Nesta aula, apresentaremos o conceito de ecossistema, conhecendo os fatores bióticos e abióticos. Compreenderemos que o ecossistema é composto de uma comunidade, que possui uma população. Discutiremos a grande diversidade existente nos ecossistemas, e iniciaremos a percepção de que existem dois ecossistemas principais: o terrestre e o aquático.
Iniciaremos a apresentação dos ecossistemas terrestres, mostrando quais são os principais tipos e discutindo como ocorrem a estrutura trófica e o fluxo de energia, abrangendo os conceitos relativos a produtores, consumidores e cadeias alimentares. Por fim, abordaremos o funcionamento dos principais ciclos biogeoquímicos da natureza.
Objetivos
Estabelecer o conceito de ecossistema;
Descrever os conceitos que abrangem o ecossistema terrestre;
Identificar os principais ciclos biogeoquímicos;
Reconhecer os biomas dentro do ecossistema terrestre.
Ecossistema
Ecossistema é o conjunto formado pelos seres vivos e pelo ambiente em que se encontram, pode ser definido pelo conjunto dos fatores bióticos e do biótopo. De forma geral, um ecossistema pode ser definido como comunidades de seres vivos em um determinado ambiente físico.
O conceito de ecossistema está intrinsecamente relacionado ao conceito de comunidade, entretanto, enquanto o ecossistema se relaciona com o todo, a comunidade consiste no conjunto das populações de todas as espécies vivendo em conjunto em uma determinada área.
A comunidade é relacionada ao componente biótico e o ecossistema inclui os componentes bióticos e abióticos.
Os ecossistemas são muito diversificados:
1-Variam em tamanho e em diversas características bióticas e abióticas
2-Marinhos, terrestres e aquáticos (de água doce)
3-Pequenos, como piscinas de marés observadas próximas a uma costa rochosa, ou grandes, como a floresta amazônicaX
4-Têm seus limites definidos de maneira que possam ser estudados com coerência.
Fatores bióticos e abióticos
A seguir, conheça a definição desses fatores:
Fatores bióticos
Condicionam a existência das populações que o formam; estão diretamente relacionados à cadeia alimentar e a algumas relações, como parasitismo ou competição; são formados pelos seres vivos como plantas, animais e micro-organismos. Os principais fatores bióticos são os organismos autotróficos (produzem seu próprio alimento), e os heterotróficos (formados pelos consumidores e pelos decompositores).
Fatores abióticos
São os responsáveis por influenciar o que os seres vivos recebem no ecossistema e se relacionam aos aspectos físicos, químicos ou físico-químicos do meio ambiente. Compostos por fatores não vivos, mas fundamentais para a sobrevivência dos organismos. Os principais fatores abióticos são as substâncias inorgânicas, compostos orgânicos, clima, temperatura, pH, oxigênio, umidade e outros.
Ecossistemas terrestres
Os ecossistemas terrestres podem ser agrupados em diferentes categorias a que chamamos de biomas, e são separados segundo o clima. Um bioma é muito diversificado, com mais de uma comunidade.
Chamamos de ecossistema terrestre o ambiente em que o homem está inserido, ou seja, aquele localizado sob a terra.
Os ecossistemas terrestres são ricos em biodiversidade e em vida, podendo ser de diferentes tipos:
Florestas
São compostas por extensas áreas e ricas em biodiversidade. Podem ser do tipo tropical, temperada ou conífera. Apresentam densa vegetação e muitas espécies.
Savanas
São compostas por áreas tropicais, que se alternam com períodos de chuva e de seca, sendo habitadas por grandes predadores, como os leões, animais como as girafas, elefantes, zebras e outros.
Estepes
São compostos por vegetações rasteiras sem árvores, locais de clima temperado e onde são proibidas as atividades de monocultura e agropecuária.
Desertos
São compostos por grandes espaços de areia apresentando vegetação rasteira, escassa e cactos. Há grande número de animais peçonhentos, como aranhas, escorpiões e outros animais que necessitam de pouca água para sobrevivência.
Estrutura trófica dos ecossistemas terrestres
Os níveis tróficos estão diretamente relacionados ao que se conhece como cadeia ou teia alimentar. Os organismos podem ser divididos em três diferentes níveis: produtores, consumidores e decompositores, conforme ilustra a figura a seguir.
 Os níveis tróficos de um ecossistema terrestre | Fonte: Aprenda Bio, 2019.
Dentro do nível de consumidores, eles podem se agrupar em: primário, secundário e terciário.
Vamos conhecer cada nível trófico a seguir.
Seres produtores
São aqueles capazes de produzir seu próprio alimento, os autótrofos, que podem ser:
Fotoautótrofos
Utilizam energia solar para produzir compostos orgânicos, como as plantas que fotossintetizam.
Quimioautótrofos
Utilizam energia de químicos para construir compostos orgânicos do dióxido de carbono ou de moléculas similares, que chamamos de quimiossíntese.
Seres consumidores
São o que denominamos de heterótrofos, ou seja, são os seres que não conseguem energia da luz ou de químicos para produzir sua energia, obtendo-a por meio da alimentação de outros seres.
	Os consumidores primários
	São formados pelos organismos herbívoros, ou seja, aqueles que se alimentam de plantas, como as vacas, insetos e os zooplânctons.
	Os consumidores secundários
	São aqueles que se alimentam dos animais herbívoros, ou seja, são os animais carnívoros.
	Os consumidores terciários
	São os animais carnívoros, apenas os grandes predadores.
Seres decompositores
Atuam na decomposição da matéria orgânica, ou seja, de fezes, restos de animais mortos, restos de vegetais e frutos, e são, principalmente, bactérias e fungos.
Apesar dos conceitos dos diferentes níveis tróficos, a relação entre presa-predador nem sempre é da forma conceitual, já que existem plantas que são carnívoras e também animais onívoros, que se alimentam tanto de herbívoros quanto de carnívoros.
A transferência de energia ocorre de forma unidirecional no sistema, constituindo uma estrutura trófica em que ocorre o fluxo da matéria de modo cíclico.
O comportamento da energia no universo é regido pelas leis da termodinâmica, que determinarão a dinâmica dos processos de transformação de energia dentro dos níveis hierárquicos dos sistemas biológicos existentes direcionando seus processos de evolução e desenvolvimento.
A segunda lei da termodinâmica, mais conhecida como lei da entropia, diz que em todo processo de transformação da energia ocorre sua degradação de um nível mais organizado para um menos organizado.
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A entropia é uma energia desorganizada que resulta em transformações energéticas.
Dentro do ecossistema, a ordem estrutural é mantida com a contínua dissipação da entropia, por meio das redes tróficas, ou seja, ao ingerir uma planta, o animal obtém energia com as moléculas da planta e, ao mesmo tempo, a utiliza para construção de suas próprias células. Os compostos químicos dos animais que morrem ou excretam resíduos são utilizados para a obtenção de energia e também como material de construção pelos decompositores, que liberarão moléculas simples para o solo e para a atmosfera, retornando para o ciclo.
Apesar desse fluxo ser contínuo e de uma parte da energia ser reciclada, ela não possui 100% de eficiência; dentro do mesmo nível trófico, a energia varia de 7 a 14%, conforme ilustra a figura a seguir, levando a ciência de que quanto menor for a cadeia alimentar, ou quanto mais próximo o consumidor estiver do produtor da cadeia, maior será o nível de energia disponível àquela população. Assim, os componentes do ecossistema (fatores bióticos e abióticos) têm por função principal a ciclagem dos nutrientes e a manutenção do fluxo de energia.
 Fluxo de energia dentro dos níveis tróficos | Fonte: KHAN ACADEMY, 2019.
 Atividade
1 - Camila, uma aluna do 2º ano do ensino médio estava passeando por uma fazenda quando se deparou com uma vasta plantação de tomate. Percebendo que ali havia algumas pessoas realizando a colheita, pediu a eles que lhe dessem um pouco do tomate e, ao sairde lá, foi comendo os frutos.
Com base nos conhecimentos de ecossistema, comente sobre os níveis tróficos existentes e nos fatores bióticos e abióticos ali presentes.
Gabarito sugerido
Você deve ser capaz de comentar que existem na história dois níveis tróficos, que são o fator biótico, e a ocorrência do fluxo de energia entre eles, além de perceber que, naquela fazenda, o ecossistema estava sob a influência de temperatura, pH, oxigênio e umidade, entre outros fatores abióticos.
2 - Comente a afirmação: Nos ecossistemas não ocorre interação dos organismos com os fatores físicos.
Gabarito sugerido
Você deve perceber que a afirmação está incorreta e discorrer sobre a interação dos organismos com os fatores físicos que o envolvem.
A diversidade biótica dos ecossistemas terrestres
Os ecossistemas são dinâmicos, suas populações passam por flutuações numéricas (mortes e nascimentos) e os padrões de clima variam sazonalmente de forma mais imprevisível.
· Equilíbrio
Quando os ecossistemas se apresentam de forma estável, com composição e identidade constantes (apesar das flutuações), quer dizer que estão em equilíbrio.
· Desequilíbrio
O desequilíbrio de um ecossistema ocorre pelas perturbações (eventos inesperados) que afetam sua composição, podendo acontecer de forma natural ou resultar de atividades humanas, como o desmatamento, a floração de algas, a introdução de espécies diferentes das daquele ecossistema e outros.
A ocorrência das perturbações pode acarretar uma recuperação rápida ou lenta do ecossistema, mas podem, também, resultar em sua morte.
Cada ecossistema apresenta grande biodiversidade, e até os dias atuais não foi possível identificar todas as milhões de espécies no planeta, sendo que alguns estudiosos afirmam que é possível que algumas cheguem a ser extintas nos próximos anos sem que tenhamos a oportunidade de estudá-las.
Existem dois diferentes parâmetros que podem descrever a maneira como um ecossistema responde às perturbações:
1-Resistência: Quando um ecossistema permanece em equilíbrio, apesar das perturbações que ali ocorrem.
2-Resiliência: Quando ocorre a vontade do ecossistema em retornar ao equilíbrio após as perturbações.
Uma peça chave na estabilidade do ecossistema é a biodiversidade, já que se ocorre a perturbação de uma espécie de planta em particular, todo o ecossistema pode ser impactado. De forma contrária, se várias espécies de plantas ali presentes desempenham papéis similares e uma delas é resistente à perturbação ocorrida, todo o ecossistema pode ser recuperado.
A biodiversidade é o conjunto da diversidade ecológica, das espécies, da genética e da funcional dos ecossistemas, já que os organismos irão interagir com o meio físico e entre si, resultando em uma série de interações bióticas.
Os ciclos de materiais dos ecossistemas terrestres
No planeta Terra existem alguns ciclos que garantem o fluxo de energia dos sistemas, que são conhecidos como ciclos biogeoquímicos e abrangem os seres vivos, o meio em que estão inseridos, e os químicos presentes.
Os principais ciclos biogeoquímicos são o ciclo da água, o do carbono, o do nitrogênio, o do fósforo e o do enxofre, que são os elementos em maior abundância em moléculas orgânicas.
Ciclo da água
Considerado um dos ciclos mais importantes, apresenta algumas complexidades e envolve as variadas mudanças de estado físico que a água possui, mas sua importância ocorre, principalmente, pela necessidade do ser humano em consumir água para manutenção de sua vida.
O planeta Terra visto do espaço é formado por cerca de 70% de água, sendo os 30% restantes, a terra que forma os continentes. Dessa grande quantidade de água, apenas 2,5% são compostos de água doce e, destes, só 1% se encontra disponível na forma de rios, lagos e outras formas disponíveis na natureza.
O ciclo da água, ilustrado na figura a seguir, se baseia em evaporação e precipitação, e tem início com o auxílio da energia solar, que, ao aquecer as superfícies aquáticas leva à evaporação da água e à sublimação do gelo, transformando a água em vapor-d’água, que, com o passar do tempo, é condensado na atmosfera e cai em forma de precipitação, chuva ou neve, podendo evaporar-se ou infiltrar-se ao chegar no solo.
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 O ciclo da água | Fonte: Khan Academy, 2019.
Quando infiltra no solo, a água pode ser absorvida pelas raízes das plantas, que irão aproveitá-la em seu metabolismo e irão perdê-la por meio da transpiração (evapotranspiração); pode, também, percorrer um caminho pelo subsolo e chegar às águas subterrâneas.
Ciclo do carbono
O carbono faz parte de cerca de 18% do corpo humano, e forma os combustíveis fósseis que utilizamos nos dias atuais, como o carvão e o gás natural.
O carbono se encontra na atmosfera como gás, que, por meio da fotossíntese, é convertido em moléculas orgânicas que serão passadas por entre as cadeias alimentares como carbono orgânico até retornarem à atmosfera como carbono gasoso — gás carbônico, conforme ilustra a figura a seguir.
 Ciclo do carbono | Fonte: Khan Academy, 2019.
O carbono pode retornar à atmosfera por meio da emissão humana, o que vem aumentando sua concentração nos últimos tempos, e tem potencializado seu papel para a manutenção da vida terrestre: o efeito estufa.
Sem a ação do carbono, não seria possível habitar a Terra, que seria muito fria. No entanto, os altos índices de carbono têm um efeito de superaquecimento, acarretando as mudanças climáticas percebidas nos últimos tempos. Com base em estudos científicos, acredita-se que se os níveis de emissão de carbono não reduzirem, a temperatura na Terra aumentará entre 1ºC até 5ºC até o ano de 2100.
Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é um importante componente dos organismos vivos, encontrado em todas as proteínas e no DNA. O seu ciclo se inicia por meio dos organismos procariotos que realizam a sua conversão e fixação no solo atmosférico, pela sua conversão em amônia, que é absorvida por outras plantas e utilizada para a produção de moléculas orgânicas, sendo, depois, desnitrificadas por procariontes em nitrogênio atmosférico, conforme ilustra a figura a seguir.
 O ciclo do nitrogênio | Fonte: Khan Academy, 2019.
Ciclo do fósforo
O ciclo do fósforo, ilustrado na figura a seguir, quando comparado aos demais, ocorre de forma lenta. Os compostos de fosfato no solo são incorporados por plantas e transferidos para os consumidores, sendo que estes têm seu retorno ao solo por meio da excreção ou da ação dos decompositores. Os compostos que contêm fosfato podem ser lixiviados por enxurradas e levados para as águas, além de serem emitidos na atmosfera em forma de aerossóis pelas cinzas vulcânicas.
 Ciclo do fosforo | Fonte: Khan Academy, 2019.
Os biomas terrestres brasileiros
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Bioma Amazônico
O maior bioma brasileiro é considerado o da Amazônia, visto que possui a maior reserva biológica mundial e ainda ocupa quase a metade de todo o território brasileiro, nos estados do Acre, Amapá, Amazonas, Pará, Roraima e partes de Rondônia, Mato Grosso, Maranhão e do Tocantins. Nesta região, o clima é quente e úmido e a vegetação se caracteriza por árvores de grande porte.
Bioma Cerrado
O segundo maior bioma brasileiro em extensão é o Cerrado, e localiza-se nos estados do Maranhão, Distrito Federal, Goiás, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e Tocantins, além de em uma pequena área de outros seis estados. Seu clima é do tipo tropical sazonal com períodos chuvosos e períodos secos, e a vegetação é caracterizada por árvores — de troncos retorcidos, gramíneas e arbustos — que tendem a ser de pequeno porte e bem separadas.
Bioma Caatinga
Ocupando a maior parte da região Nordeste do país, abrange os estados do Ceará, Bahia, Paraíba, Pernambuco, Piauí, Rio Grande do Norte, Alagoas e Sergipe; nos estados de Minas Gerais e Maranhão ele aparece em pequenas partes. Seu clima é semiárido e apresenta vegetação arbustiva de médio porte, com galhos retorcidos e folhas adaptadas para os períodos de seca.
Bioma Mata Atlântica
Esse bioma ocupa toda a faixa litorânea de Norte a Sul do país, englobandoo Espírito Santo, Rio de Janeiro, Santa Catarina, grande parte do Paraná e pequenas porções de outros onze estados. Seu clima é o tropical úmido com altas temperaturas e alto índice pluviométrico. Sua vegetação é marcada pela presença de árvores de grande e médio porte que formam uma floresta densa e fechada.
Bioma Pantanal
O Pantanal é o bioma de menor extensão territorial do país abrangendo os estados do Mato Grosso e do Mato Grosso do Sul, com clima do tipo tropical continental, altas temperaturas e chuvas, verão chuvoso e inverno seco. Sua vegetação é de gramíneas, árvores de médio porte, plantas rasteiras e arbustos e apresenta regiões alagadiças (os pântanos).
Bioma Pampa
O Pampa é o único dos biomas que é exclusivo do Brasil e ocupa mais da metade do território do Rio Grande do Sul com clima subtropical e as quatro estações do ano bem definidas, com vegetação de gramíneas, arbustos e árvores de pequeno porte. Ele ainda é constituído de amplas áreas de pastagens em que se desenvolvem rebanhos.
 Atividade
3 - Comente sobre o ecossistema terrestre da figura a seguir.
Gabarito sugerido
Você deve observar que se trata de uma savana africana e comentar sobre o tipo de animal e de vegetação encontrados.
4 - Os ciclos biogeoquímicos, também chamados de ciclos da matéria, garantem que os elementos circulem pela natureza. Qual a melhor explicação para o papel dos decompositores?
Gabarito sugerido
Você deve citar que o papel dos decompositores nos ciclos biogeoquímicos é garantir que as substâncias presentes nos seres vivos retornem ao ambiente para que possam ser usadas em novos processos.
5 - Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado a seguir, na ordem em que aparecem.
A urbanização promove alterações no ciclo hidrológico por reduzir a infiltração no solo. O volume de água que deixa de infiltrar permanece na superfície, _____________ o escoamento superficial. As vazões máximas ______________. Com a redução da infiltração, ____________ o nível do lençol freático.
A alternativa correta é:
a) Aumentando – aumentam – diminui
b) Aumentando – aumentam – aumenta
c) Diminuindo – diminuem – diminui
d) Diminuindo – aumentam – diminui
e) Aumentando – diminuem – aumenta
Gabarito comentado
Resposta correta: letra a.
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